Alteration of Antibiotic Resistance Patterns in Salmonella Strains Incubated in Fecal Extracts from Chlorophyllin Fed Swine

Elk jaar worden miljoenen mensen ziek door voedseloverdraagbare bacteriën, waarbij een aanzienlijk deel van deze infecties wordt herleid naar varkensvlees. Een groot probleem bij de behandeling van deze ziekten is dat de bacteriën die ze veroorzaken, met name een type genaamd Salmonella, steeds resistenter worden tegen de antibiotica waar artsen op vertrouwen. Deze resistentie ontwikkelt zich vaak bij landbouwdieren, waar bacteriën verdedigingsmechanismen tegen medicijnen kunnen opnemen en deze vervolgens aan mensen kunnen doorgeven via de voedselketen. Wetenschappers zoeken al lang naar natuurlijke manieren om deze verdedigingen te verzwakken zonder meer medicijnen te gebruiken. Een veelbelovende weg omvat verbindingen die in planten worden gevonden, zoals chlorofyl, het groene pigment waarmee planten hun eigen voedsel kunnen maken. Wanneer dieren planten eten die chlorofyl bevatten, breken de darmbacteriën dit af tot verschillende chemische vormen. Sommige van deze afbraakproducten hebben het potentieel om de mechanismen te verstoren die bacteriën gebruiken om antibiotica uit hun cellen te pompen, waardoor de medicijnen effectief binnen blijven om hun werk te doen.

Onderzoekers zetten zich in om te testen of het voeren van varkens een dieet verrijkt met een specifieke vorm van chlorofyl, genaamd chlorophylline, de mate van resistentie van Salmonella-bacteriën tegen veelvoorkomende veterinaire antibiotica kon veranderen. Ze verzamelden fecale monsters van varkens die een dieet hadden gevolgd met dit speciale voedsel en van varkens die dat niet hadden gedaan. Deze monsters werden verwerkt tot een heldere vloeistof die de chemische stoffen bevatte die de darmen van de varkens uit het voedsel hadden geproduceerd. De wetenschappers mengden deze vloeistof vervolgens met verschillende stammen van multidrug-resistente Salmonella in een laboratoriumsetting, waarbij de bacteriën werden blootgesteld aan een verscheidenheid aan antibiotica, waaronder penicilline, tetracycline en anderen. Het doel was om te zien of de vloeistof van de met chlorofyl gevoede varkens de bacteriën kwetsbaarder maakte voor de medicijnen vergeleken met de vloeistof van de controle-varkens.

De resultaten toonden aan dat de vloeistof uit de darmen van de varkens het gedrag van de bacteriën wel degelijk veranderde, maar dat het effect volledig afhankelijk was van welk antibioticum werd getest en welke specifieke bacteriestam betrokken was. Voor sommige medicijnen maakte de vloeistof van de varkens die geen chlorophylline hadden gegeten de bacteriën zelfs sterker, waardoor er veel hogere doses van het antibioticum nodig waren om de groei te stoppen. Zo hadden de bacteriën, wanneer blootgesteld aan de vloeistof van de niet-met-chlorophylline-gevoede varkens, aanzienlijk meer penicilline en carbadox nodig om geremd te worden. Echter, de vloeistof van de met chlorophylline gevoede varkens produceerde dit versterkende effect niet voor de meeste van deze medicijnen.

De meest duidelijke en consistente verandering trad op bij een specifiek antibioticum genaamd norfloxacine. Wanneer de bacteriën werden blootgesteld aan de vloeistof van de met chlorophylline gevoede varkens, werden ze veel gevoeliger voor dit medicijn. Bij bijna alle geteste stammen daalde de hoeveelheid norfloxacine die nodig was om de bacteriën te stoppen aanzienlijk, soms met een factor dert puluh twee. Dit suggereert dat iets in de fecale vloeistof van de met chlorophylline gevoede varkens hielp om het antibioticum beter te laten werken. In tegen tegenstelling hiertoe had de vloeistof van de varkens die geen chlorophylline hadden gegeten geen effect op de gevoeligheid voor norfloxacine. De onderzoekers observeerden ook dat de vloeistof van de met chlorophylline gevoede varkens de bacteriën niet resistent maakte tegen norfloxacine, in tegenstelling tot wat er bij sommige andere antibiotica gebeurde.

Ondanks deze duidelijke veranderingen in gevoeligheid, identificeerde de studie niet precies welke chemische verbindingen in de fecale vloeistof verantwoordelijk waren voor het effect. De onderzoekers vermoeden dat de afbraakproducten van chlorophylline de actieve agentia zijn, maar zij merkten op dat verdere analyse nodig is om dit te bevestigen. Ze ontdekten ook dat de reactie niet uniform was over alle bacteriën; verschillende stammen reageerden verschillend op dezelfde vloeistof. Dit geeft aan dat de interactie tussen de uit planten afgeleide verbindingen en de bacteriën complex en specifiek is. De bevindingen suggereren dat dieetveranderingen in vee, zoals het toevoegen van chlorophylline, de antibioticaresistentieprofielen van bacteriën die in hun darmen leven, potentieel kunnen veranderen. Hoewel dit nog geen oplossing bewijst voor de menselijke geneeskunde, biedt het bewijs dat natuurlijke plantverbindingen de manier waarop bacteriën op medicijnen reageren kunnen beïnvloeden, wat een nieuwe richting biedt voor het beheer van resistentie bij landbouwdieren.